基于作业环境的轮式起重机吊装方案实时优化设计.pdf

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1、第6期机械设计与制造2015年6月MachineryDesign＆Manufacture45基于作业环境的轮式起重机吊装方案实时优化设计任卫军．一，张磊，朱长建(1．长安大学信息工程学院，陕西西安710064；2．徐州工程机械集团有限公司，江苏徐州221004)摘要：起重机吊装作业前的方案规划与仿真是减少吊装安全事故的重要环节。采用吊臂臂头自主探测学习的方法，准确采集作业区障碍物的外形与位置信息，以扇格数据表精确存贮作业区环境数据。采用吊臂臂头采集吊装物体的源位置与目标位置信息，依据吊装作业区环境数据表，再结合起重机吊装性能表，

2、在车载显示器内实时生成包括吊臂长度、旋转方向以及每个转角下仰角等参数的吊装方案，并对生成的吊装方案进行优化与仿真。实际吊装应用表明，该系统能准确采集作业区内的环境数据，并能优化生成的吊装方案。关键词：轮式起重机；吊装作业；方案规划；安全中图分类号：TH16；TH213．6；U469．6文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)06—0045—04ReaI-TimeOptimizedDesignofLiftingSchemeforWheeledCraneBasedonWorkZoneObjectsData．RENWei

3、-iun1一．ZHANGLei．ZHUChang-jian(1．SchoolofInformationEngineering，Chang’anUniversity，ShaanxiXi’all710064，China；2．XuzhouConstructionMachineryGroupCo．，Ltd．，JiangsuXuzhou221004，China)Abstract：Pathplanningandsimulationofliftingschemebeforeoperationareessentialforwheeledcran

4、etoreduceaccidentsduringliftoperation．TheshapeandlocationdataofobstaclesinworkZoFreo3ecollectedaccuratelybyadoptingseIf-explorationwayforboomheadofcrall~e．Obstaclesdataacestoredpreciselyinthefangridstoestablishenvironmentdatasheetofworkzone．Thedataofliftingobjectsori

5、ginalanddestinationsitearecollectedusingboomhead．Liftingschemeoptimizationdesignisstudiedcombiningcraneliftingoperationmanualandenvironmentdatasheetofworkzone．Liftingschemecomposedoflength，directionofrotatingandelevationangleineachrotationangleofboomiscreatedandsimul

6、atedinmonitorofcrane．Atentativeapplicationofhiss~tematrealconstructionsiteshasdemonstrateditsabilitytocollectaccuratelyobjectsdatainworkzoneandgenerateoptimizedliftingscheme．KeyWords：WheeledCrane；LiftingOperation；PlanningofLiftingScheme；Safety1引言要借助专业软件，难以在资源有限的车载控制器

7、内实现，适用于吊装作业区内环境较小变动的非实时情况下吊装过程的前期准吊装作业前的吊装方案规戈0与仿真是预防吊装作业发生安备，而对于频繁变更其吊装环境的轮式起重机来说，并不适用。全事故的重要环节r1]。吊装方案规划是把起重机看作多自由度的采用轮式起重机吊臂臂头自主探测学习方法，准确采集作机器操作手，在其定义的起重机可配置空间内日，采取蚁群算法阁、业区障碍物外形与位置信息，以扇格数据表方式精确存贮作业区概率路标法w、快速探索随机树日等搜索算法，查找从吊装物体源环境数据，依据采集的环境数据并结合起重机吊装性能表，在车位置到目标位置的无

8、碰撞无过载的优化路径。吊装仿真是依据被载显示器内实时生成吊装方案，并对生成的吊装方案进行优化与吊物、障碍物的外形尺寸和坐标数据，在CAD平台上建立对应的仿真。作业区三维吊装仿真环境，采用起重机虚拟样机161，观测一台或多台起重机在吊装过程中是否发生碰撞[7-81